基于云计算的区域性教育资源云共享平台构建*

2022-11-11郭立孙力

数字技术与应用 2022年8期

郭立孙力

1.兰州市第七中学；2.兰州工商学院

近年来，我国教育信息化取得了跨越式的发展，各类教育软硬件基础设施的建设都有了较大的提高。随着远程教育模式发展，教育资源配置具备公平化特征，然而存在教育资源重复建设、信息孤岛问题，区域教育资源失衡问题严重。教育资源共享服务平台，以云计算技术为主，有效应对基础设施投资大、教育资源使用不足问题，能够实现教育资源共享、教育交流合作。本文研究中，基于云计算技术提出建设区域性教育资源云共享平台的思路，计划构建具有资源集中、共享、动态配置等优势的教育资源云共享平台，以达到整合教育资源的目的。

学校是知识组织机构、教学信息资源中心，可以提供优质的信息服务，信息技术水平较高，能够对教育信息服务质量产生较大影响。目前，尽管各个学校应用信息技术建设教学资源，然而教育资源多存储于各学校自己的网站和服务器中，相互独立，资源利用率低。云计算属于新型网络模式，具备可扩展性、高性价比、可靠性特点，受到政府、教育者广泛关注，云计算技术对当前教育行业影响较大。因此可有效借助云计算技术，建设区域性教育资源云共享平台。

1 教育资源共享平台技术

1.1 云计算技术

云计算属于分布式计算方式，利用网络串接、分解数据处理程序，基于多台设备扩大存储空间、加强计算能力，为用户提供优质信息服务。云计算属于分布式计算的商业表现，短时间内处理庞大数据量，属于信息时代的计算机、互联网技术革新，也是信息时代发展方向。云计算具备以下方法特点：（1）规模大：串联计算机，可以扩展节点数量。云计算可以形成大规模计算机集群。大型互联网企业云计算服务，能够达到数十万台服务器节点，如谷歌云计算，达到百万服务器规模，为用户提供数据服务功能。（2）虚拟化：云计算服务、数据处理，主要在虚拟化“云”环境下实施，不管是通过用户终端获取云计算服务，还是数据处理运行，都无需具体实体和位置，只需应用云计算服务终端，即可获得云计算服务。（3）可靠性：云计算可靠性，源于数据多副本容错，源于计算节点同构互换，确保云计算数据可靠性高于本地服务，云端数据不会出现丢失问题。（4）通用性：云计算技术属于数据处理模式，并非应用程序。云计算技术支持下，可以产生不同应用，比如网络存储、网络教育、关键词检索、信息共享等，能够赋予计算机不同通用性。（5）可伸缩性：云计算规模具备变化特点，可以满足用户规模增长、应用形式，对云计算产生新需求。（6）按需服务：按照计价模式，可以确保用户按照自身计算需求，采取不同订购模式，发挥出云计算技术优势。云计算服务能源成本、管理成本比较低，资源使用效率高，因此可以降低技术应用成本。

1.2 教育资源共享平台

教育资源共享平台，优化整合多层次、多学科对象，涉及到多种类型教育资源。在计算机网络平台中，借助计算机集群存储、传输、共享信息。通过信息平台，能够提供针对性教育资源，将教育资源需求逐渐转变为用户需求，属于教育信息化产物发展。在教育领域，教育资源共享平台价值表现在以下几点：（1）虚拟化特点，可以降低成本。学校借助信息技术开展教学活动，注重加强软件与硬件设施建设，此时会产生大量资源重复投资问题，增加学校资金压力。云计算按照服务特点，无需建设服务器设施，即可满足应用需求，资源高效率应用可以减少资源重复问题，减少教育资金投入。（2）共享性特点，可以避免出现信息孤岛。长期以来，各个学校信息化教育系统运行不理想，存在沟通效率差、信息资源共享低，导致运维管理难度加大。教育资源云共享平台具备共享性优势，可以为师生提供一站式服务，优化整合教育信息系统信息孤岛问题。利益发展方向相同，能够为教育资源共享平台提供稳定环境。基于商业角度分析，教育资源共享平台盈利，对用户数量的要求高，平台必须拥有充足的用户与资源，才可以展示出教育价值。所以，学校和服务平台企业的利益诉求相同，为平台稳定发展奠定坚实基础。

2 教育资源云共享平台需求

2.1 整体需求

教育资源共享平台，具备可伸缩性特点，能够满足教育资源配置需求。教育信息化发展，扩展教育信息资源深度、资源自身变化，对教育资源负载影响大，无法预测变化趋势，增加教育资源管理与应用难度。教育资源共享平台，按照教育资源负载变化，优化调整平台底层设备，联合应用需求变化，开发平台应用组件，通过定制化模式，既可以提升教育资源利用率，又能减少设施重复建设所致浪费问题。同时，平台具备运行维护系统、安全系统，能够维护教育资源可靠性与安全性，防止教育资源丢失。

基于教育需求角度分析，平台发展可以为教育公平提供帮助，所以共享教育资源，已经成为平台重要功能。基于教育资源类型分析，除过资金充足的重点学校，其他学校教育资金有限、教育设备老化，且资源不足问题严重，阻碍各个学校深度发展。

2.2 功能需求

教育资源云共享平台，分类整理教育资源，基于用户需求共享资源。平台系统具备以下功能：（1）获取教育资源，评审质量。为了保证教育资源应用价值，建设审核、抽检等质管体系，加强平台教育资源应用价值。（2）云存储服务。为了防止信息化建设所致设备投入、检修维护成本升高，必须加强平台云存储功能，不仅能够提升师生利用率，还可以确保技术人员维护管控设备资源。（3）教师应用模块：平台按照教师需求，制定个性应用模块，涉及到教育资源整理和应用、教师进修、平台应用等，确保教师在平台内查询资源、上传和审核资源。（4）资源智能化推送：按照教师学科专业、教学进度信息，利用大数据分析技术，可以筛选教师需求资源，细化个人信息内容，为教师推送个性教育资源。

为了满足上述功能需求，平台涉及到四个层级：（1）应用层，为教师与学生提供服务，涉及到教学内容与教学资源。（2）管理支撑层：包括系统管理、模块管理。系统管理中，管理内容包括用户、教师、评论等。模块管理中，涉及到资源管理、教学日历、站内编辑等。（3）系统软件层：涉及到操作系统软件、应用软件、数据库系统、中间件系统等。（4）物理设备层，涉及到安全设备、服务器、存储设备等。

3 教育资源云共享平台体系架构

平台体系架构，是面向服务架构为基础，基于云计算技术，优化整合各学校教育资源与服务，建设分布式体系架构，为学校、用户提供通信方式。体系架构划分为用户层、服务层。在服务层中，又包含软件、平台、基础设施。优化整合基础架构平台、云服务，能够统一管理和分配硬件、数据、软件等资源，实现监控效果。

3.1 基础设施服务层

基础设施服务层属于平台架构最底层，对资源共享平台服务范围、服务能力影响大。基础设施服务层涉及到基础设施资源池、用户管理平台。在基础设施资源池中，涉及到虚拟化技术，优化整合存储资源、计算资源、虚拟服务器、网络资源、内存资源等。基础设施资源，划分为统一资源池调度管理。用户服务管理平台，注重资源虚拟化处理，封装为不同云服务模式，按照用户请求，优化配置动态资源。

3.2 平台服务层

在教育资源共享平台中，平台服务层属于运行支撑平台，以基础平台方式，将软件运行支撑平台提供给用户，为软件开发者提供设计、应用开发、测试、托管服务。平台能够提升软件开发效率，支持多用户共享平台，注重软件设计、部署、测试处理。

3.3 软件服务层

软件服务层，可以建设在IaaS之上，安全性、可扩展性强，可以提供优质支持服务，为学校教育资源平台提供应用服务。建设新型云计算应用程序，可以提供丰富、全面化教育服务应用，涉及到检索服务、资源服务、分析服务、管理服务等，同时提供统一身份认证、权限管理服务、支付结算服务等。

（1）资源服务：为教师与学生提供丰富教育信息资源，学校间加强联合，统一规划与采购，注重教育资源优化。资源云服务，通过先进技术支持教育信息资源，存储海量教育资源，建设教育资源库共享资源，将静态教育资源转变为动态云建设。注重建设授课视频、教学参考、课件资源等，资源加工整理之后可以形成数字资源库，在服务平台内发布软件服务，为用户提供使用。网络资源，属于教育资源共享平台重点，可以建设统一网络采集服务平台，确保用户及时获取网络信息资源与服务。外购资源，与数据库厂商联系，租用服务与产品，利用互联网平台向用户开放。

（2）管理服务：提供注册管理、安全管理、负载管理、服务调度等服务。其中，注册管理涉及到用户、应用、服务、租客等注册功能，可以减少用户重复性注册和登录问题，为用户提供规模化服务。

（3）检索云：检索云能够确保大规模用户访问教育资源共享平台，通过仓储检索和获取教育资源，按照用户使用情况，提供智能优质服务。同时，与其他学校联合，提供资源互助与传递服务，以此满足不同用户需求，为用户提供优质的检索服务。

（4）分析服务：借助数据挖掘、知识发现技术，能够高效聚合和服务隐形知识、动态资源，深度挖掘用户学习习惯与信息需求，为用户提供个性化服务。通过数字资源标识技术，可以标识数字资源，获取资源对象，加快对象数据获取速度。

（5）用户服务：无论是学校管理者、老师还是学生，利用不同终端访问平台时，终端层能够适配用户接入设备，选择自动接入点，为用户提供个性服务。

4 教育资源云共享平台应用形式

教育资源云共享平台可以提供可扩展、标准化、自适应统一服务及集成解决方案，为学校教育平台提供灵活部署与应用，建设服务平台架构，将教育资源共享平台的“云”，划分为公有云、私有云，优化整合不同服务云。利用服务平台，可以提供统一接口，为云端用户提供服务。

4.1 私有云服务平台

教育资源私有云服务平台，由第三方应用系统、本地应用平台与系统组成，能够为学校提供本地教育服务。本地应用平台，能够交换公有云服务、本地云平台内容，注册和发现分布式资源与服务。本地应用系统，可以为学校提供业务功能，按照学校业务需求，开发和部署云服务，享受公有云平台SaaS服务、第三方应用系统，无缝对接云服务平台，将教育资源私有云服务，部署到各个学校内部，自主控制平台可用性、安全性，平台灵活度高，维护便利。学校管理人员利用私有云服务，能够完成本地业务服务与流程。授权用户利用私有云服务平台，可以接收各项服务。学校利用私有云服务平台，能够提供开放资源与服务，被公有云服务、混合云服务、其他学校集成应用，共享各个学校服务与资源。

4.2 公有云服务平台

教育资源共享平台公有云服务，涉及到为用户提供公开云服务，高度集成学校开放资源、服务系统、公共资源等，建设公有云平台，为用户提供一站式信息资源服务。由专业云计算供应商提供。公有云服务平台，可以集中整合元数据，统一检索和调度数字资源，管理用户权限等。公有云服务平台，无需建设基础设施，可以从公有云提供商处，获取数据资源、应用服务、应用程序，增加数据信息风险。